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隨著、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展與日益廣泛運用，工業(yè)自動化領(lǐng)域的需求和規(guī)模也在持續(xù)增加。OPC（OLE for Process Control）作為一種數(shù)據(jù)交換標準協(xié)議，廣泛應用于自動化控制行業(yè)。而Linux作為一種自由、開放的操作系統(tǒng)，擁有良好的安全性、可靠性與擴展性，已成為企業(yè)實現(xiàn)高效率運行與數(shù)據(jù)控制的首選方案。本文將重點介紹如何。
一、選擇OPC服務器
選擇一款合適的OPC服務器是至關(guān)重要的。OPC服務器是將OPC標準的數(shù)據(jù)從控制器傳遞到計算機網(wǎng)絡(luò)上的一種中間件軟件。在選擇OPC服務器時，我們應該考慮以下因素：
1. 可用性和兼容性：確保選擇的OPC服務器能夠與您的設(shè)備兼容，并具有足夠的可用性。
2. 安全性：OPC服務器必須具備安全性和保密性，以確保您的生產(chǎn)數(shù)據(jù)不會被竊取或被黑客攻擊。
3. 技術(shù)支持：確保OPC服務器提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)支持，以便及時處理緊急事件。
4. 可擴展性：OPC服務器應該具有可擴展性，以便在未來應對更多的業(yè)務需求。
二、安裝Linux操作系統(tǒng)
在選擇OPC服務器之后，我們需要安裝Linux操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)是世界上更流行的操作系統(tǒng)之一，它具有靈活性、穩(wěn)定性和安全性等優(yōu)點。目前，市場上有許多可供選擇的Linux發(fā)行版，例如Ubuntu、Debian、Fedora等。需要根據(jù)實際情況選擇適合自己的Linux發(fā)行版。
三、安裝OPC客戶端
接下來，我們需要安裝OPC客戶端，以便從OPC服務器中讀取和控制數(shù)據(jù)。OPC客戶端是一種可以輕松地與OPC服務器交互的軟件。許多商業(yè)軟件提供了OPC客戶端，但是大多數(shù)OPC客戶端應用軟件都是開源的，并且可以免費使用。
安裝OPC客戶端的過程與安裝其他軟件的過程類似。例如，在Ubuntu操作系統(tǒng)上，使用以下命令來安裝OPC客戶端：
sudo apt-get install libopcua-client1.0
四、實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)控制
一旦安裝了OPC服務器和OPC客戶端，我們就可以開始利用Linux實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)控制。以下是實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)控制的步驟：
1.建立OPC連接。
要通過OPC服務器訪問數(shù)據(jù)，首先需要建立一個OPC連接。OPC連接從OPC客戶端建立，然后OPC客戶端向OPC服務器請求讀取和寫入數(shù)據(jù)。
2.讀取和寫入數(shù)據(jù)。
建立OPC連接后，可以開始讀取和寫入數(shù)據(jù)。OPC客戶端使用OPC標準讀寫數(shù)據(jù)，可以訪問諸如傳感器、閥門、電機等設(shè)備的數(shù)據(jù)。
3.處理數(shù)據(jù)。
OPC客戶端需要處理所讀取的數(shù)據(jù)。處理數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)分析、控制數(shù)據(jù)設(shè)置，以及存儲數(shù)據(jù)等。
五、小結(jié)
以上是利用Linux實現(xiàn)OPC高效率運行與數(shù)據(jù)控制的主要步驟。Linux操作系統(tǒng)具有靈活性、穩(wěn)定性和安全性等優(yōu)點，能夠滿足企業(yè)實現(xiàn)高效率運行與數(shù)據(jù)控制的需求。在實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制的過程中，選擇一款合適的OPC服務器和OPC客戶端至關(guān)重要。同時，在處理數(shù)據(jù)時，需要進行有效的數(shù)據(jù)分析和處理，以獲得更高的數(shù)據(jù)效益。我們相信，在利用Linux實現(xiàn)OPC高效率運行與數(shù)據(jù)控制的過程中，以上方法將為您提供有用的指導和幫助。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 怎么理解opc ua 的語義化
- 如何使用Excel通過OPC訪問WinCC的實時數(shù)據(jù)
怎么理解opc ua 的語義化
OPC UA（OPC Unified Architecture）是指OPC統(tǒng)一體系架構(gòu)，是一種基于服務的、跨越平臺的解決方案。
OPC UA具有如下特點：
1) 擴展了OPC的應用平臺。傳統(tǒng)的基于COM/DCOM 的OPC技術(shù)只能基于Windows操作系統(tǒng)，OPC UA支持拓展春祥歷到Linux和Unix平臺。這使得基于OPC UA的標準產(chǎn)品扒搜可以更好地實現(xiàn)工廠級的數(shù)據(jù)采集和管理；
2) 不再基于DCOM通訊，不需要進行DCOM安全設(shè)置；
3) OPC UA定義了統(tǒng)一數(shù)據(jù)和服務模型，使數(shù)據(jù)組織更為靈活，可以實現(xiàn)報警與事件、數(shù)據(jù)存取、歷史數(shù)據(jù)存取、控制命令、復雜數(shù)據(jù)的交互通信；
4) OPC UA比OPC DA更安宴此全。OPC UA傳遞的數(shù)據(jù)是可以加密的，并對通信連接和數(shù)據(jù)本身都可以實現(xiàn)安全控制。新的安全模型保證了數(shù)據(jù)從原始設(shè)備到MES,ERP系統(tǒng),從本地到遠程的各級自動化和信息化系統(tǒng)的可靠傳遞；
5) OPC UA可以穿越防火墻，實現(xiàn)Internet 通訊。
如何使用Excel通過OPC訪問WinCC的實時數(shù)據(jù)
OPC(OLE for process control)作為標準軟件接型慧頌口，可以使各個生產(chǎn)商的設(shè)備和卜鄭應用程序就能以統(tǒng)一的方式連接起來。WinCC 既可以用作 OPC 服務器提供數(shù)據(jù)，又可以作為 OPC 客戶機訪問其他OPC 服務器中的數(shù)據(jù)。WinCC集成的OPC服務器使得過程數(shù)據(jù)可由其它應用程序(OPC客戶機)訪問。在Excel中可以通過VBA腳本建立OPC 客戶端，并通過OPC接口讀取WinCC中的數(shù)據(jù)，并將修改的數(shù)據(jù)寫入WinCC。
1 OPC規(guī)范及功能
OPC是一種一致的獨立于制造商的軟件接口。OPC 接口基于 Microsoft Windows 的 COM（組件對象模型）和 DCOM（分布式組件對象模型）技術(shù)。 另一方面，OPC XML 則基于 Internet 標準 XML、SOAP 和 HTTP。
> COM
COM 是位于同一計算機上且屬于不同程序的對象之間進行通訊時采用的標準協(xié)議。服務端是提供服務的對象，比如提供數(shù)據(jù)?？蛻舳耸鞘褂糜煞斩颂峁┑姆盏膽贸绦?。
> DCOM
DCOM 代表 COM 功能的擴展，從而允許對遠程計算機上的對象的訪問。
該接口允許在企業(yè)、管理辦公室和生產(chǎn)的應用程序之間進行標準化的數(shù)據(jù)交換。以前，訪問過程數(shù)據(jù)的應用程序受限于通訊網(wǎng)絡(luò)的訪問協(xié)議。使用 OPC 標準軟件接口，各個生產(chǎn)商的設(shè)備和應用程序就能以一致的方式連接起來。
OPC 客戶端是訪問過程數(shù)據(jù)、消息和 OPC 服務端歸檔歷史數(shù)據(jù)的應用程序。訪問需要通過 OPC 軟件接口。
OPC 服務端是一個程序，它為不同制造商的應用程序提供一個標準的軟件接口。OPC 服務端是在處理過程數(shù)據(jù)的應用程序、各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和用于訪問這些數(shù)據(jù)的接口之間的中間層。
只有當設(shè)備的操作系統(tǒng)是基于 Windows COM 和 DCOM 技術(shù)時，才能使用 OPC 軟件接口進行數(shù)據(jù)交換。 目前，Windows 2023、Windows XP、Windows 2023 Server 和 Windows VISTA 具有這些軟件接口。
> XML
通過 DCOM 的通訊僅限于局域網(wǎng)。通過 XML 的數(shù)據(jù)交換使用 SOAP（簡單對象訪問協(xié)議）。SOAP 是獨立于平臺的、基于 XML 的協(xié)議。SOAP 可用于允許應用程序依靠 HTTP（超文本傳送協(xié)議），通過 Internet 或在多機種計算機網(wǎng)絡(luò)內(nèi)相互進行通訊。
OPC 標準軟件接口由 OPC 基金會定義。OPC 基金會是工業(yè)自動化領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位的各公司的聯(lián)盟。WinCC 的 OPC 服務端支持下列規(guī)范。
OPC 數(shù)據(jù)訪問 1.0、2.05a 和 3.0
OPC 歷史數(shù)據(jù)訪問 1.20
OPC 報警和事件 1.10
OPC XML 數(shù)據(jù)訪問 1.01
OPC 數(shù)據(jù)訪問 (OPC DA) 是針對管理過程數(shù)據(jù)的規(guī)范。 WinCC OPC DA 服務端符合 OPC DA 規(guī)范 1.0、2.05a 和 3.0。
OPC 歷史數(shù)據(jù)訪問 (OPC HDA) 是針對管理歸檔數(shù)據(jù)的規(guī)范。該規(guī)范是 OPC 數(shù)據(jù)訪問規(guī)范的擴充。 WinCC V6.2 或更高碧舉版本的 WinCC OPC HDA 服務端符合 OPC HDA 規(guī)范 1.20。
OPC 報警和事件是發(fā)送過程報警和事件的補充規(guī)范。 WinCC V6.0 或更高版本的 WinCC OPC A&E 服務端符合 OPC A&E 規(guī)范 1.10。
OPC XML 標準支持通過 Internet 采用獨立于平臺的協(xié)議進行通訊。 客戶端不再局限于 Windows 環(huán)境 (DCOM)。 其它操作系統(tǒng)（如 LINUX）可以使用 HTTP 協(xié)議和 SOAP 接口在 Internet 上監(jiān)視和交換 OPC 數(shù)據(jù)。
要使用 WinCC OPC HDA、WinCC-OPC-XML-DA 服務器和 WinCC OPC A&E 服務器，必須購買Connectivity Pack“連通性軟件包”授權(quán)。 “連通性軟件包” 授權(quán)必須安裝在用作 WinCC OPC HDA 服務器、WinCC OPC XML DA 服務器或 WinCC OPC A&E 服務器的 WinCC 服務器上。
2 在Excel中通過OPC DA訪問本地WinCC
WinCC OPC DA 服務器為其它應用程序提供 WinCC 項目的實時數(shù)據(jù)。 應用程序能夠在同一臺計算機上運行或在已聯(lián)網(wǎng)的遠程計算機上運行。 以這種方法，將WinCC 變量的實時數(shù)據(jù)提供給 Microsoft Excel。
在Microsoft Excel 中用VBA腳本語言建立OPC 客戶端，并通過OPC接口讀取WinCC中的數(shù)據(jù)，并將修改的數(shù)據(jù)寫入WinCC。通過OPC接口，Microsoft Excel作為OPC 客戶端發(fā)起通訊并發(fā)送讀/寫請求到OPC服務器，OPC服務器執(zhí)行這些讀/寫請求。對于WinCC OPC DA 服務器功能，需要將WinCC項目運行系統(tǒng)激活即可。
為了能夠運行Excel中的VBA宏腳本，首先需要調(diào)整安全性設(shè)置。如圖1在“工具->宏->安全性”中，將Excel的安全級別設(shè)置為“中”。
圖1 安全性設(shè)置
打開文件excel_opc .xls，在“安全警告”中選擇“啟用宏”。
圖2啟用宏
在A1單元格輸入運行WinCC的計算機名稱。A3/A4單元格輸入WinCC中變量的名稱。點擊按鈕“啟動 WinCC OPC”，對應WinCC變量的當前值即可讀入到Excel單元格中。直接在B3/B4單元格中修改數(shù)值，對應WinCC中的變量值也會隨之修改。點擊按鈕“停止 WinCC OPC”，停止Excel與WinCC的OPC數(shù)據(jù)訪問。
以下為Microsoft Excel 作為客戶端的配置說明。
在Excel中創(chuàng)建一個接口，在VisualBasic 編輯器中的“工具->引用”中，選中“Siemens OPC DA Automation 2.0”組件，使VisualBasic能夠識別OPC對象。
圖3 OPC引用組件
創(chuàng)建所需的所有對象，如：“MyOPCGroup”對象
Dim: 創(chuàng)建一個變量
WithEvents: 這個對象可以提供事件（如 DataChange)
MyOPCGroup: 對象名
As OPCGroup: 變量類型
圖4
Sub StartClient() ’Microsoft Excel建立與OPC服務器的連接；
Set MyOPCServer = New OpcServer ’為“MyOPCServer”對象分配內(nèi)存；
? MyOPCServer.Connect ServerName, NodeName
ServerName ：WinCC OPC DA 服務器的名稱為 “OPCServer.WinCC”
NodeName：激活WinCC運行系統(tǒng)的計算機名稱
Set MyOPCGroupColl = MyOPCServer.OPCGroups
Microsoft Excel與OPC服務器的連接一旦建立，OPC組即被創(chuàng)建。這個通過對象來實現(xiàn)；
Set MyOPCGroup = MyOPCGroupColl.Add(GroupName)
創(chuàng)建的組通過“MyOPCGroup”變量來尋址。設(shè)置MyOPCGroup.IsSubscribed = True，以便OPC組能夠提供DataChange等事件。
Set MyOPCItemColl = MyOPCGroup.OPCItems ’創(chuàng)建OPC項
MyOPCItemColl.AddItems 2, ItemIDs, ClientHandles, ServerHandles, Errors
ItemIDs 存儲在單元格A3/A4中，把指定的ItemIDs 傳送給對象”MyOPCItemColl.AddItems”
Private Sub MyOPCGroup_DataChange（）
在Microsoft Excel中，調(diào)用如下用于OPC組事件處理的程序，它是OPC服務器的DataChange 事件，DataChange()這個事件處理程序提供了許多參數(shù)，如ItemValue(OPC項的值)，客戶端句柄等。通過DataChange事件，當OPC項的值變化時，數(shù)據(jù)會自動發(fā)送。OPC項的當前值顯示在單元格B3/B4中。讀出值的質(zhì)量代碼和時間戳顯示在C/D列單元格中。
Private Sub worksheet_change（）
如果在Microsoft Excel的單元格B3/B4中輸入一個值，通過函數(shù)MyOPCGroup.SyncWrite將OPC項寫入到WinCC，寫入值和服務器句柄以參數(shù)形式傳遞給此函數(shù)。
Sub StopClient（）
最后，斷開與OPC服務器的連接。
3 在Excel中通過OPC DA遠程訪問WinCC
可以通過DCOM從OPC客戶端遠程訪問OPC服務器WinCC OPC DA。但在A1單元格需要輸入的是遠程激活WinCC運行系統(tǒng)的計算機名稱。
圖5在Excel中通過OPC DA遠程訪問WinCC
由于遠程OPC的使用是作為一個DCOM在使用，所以O(shè)PC客戶端可以在網(wǎng)絡(luò)上任何一臺計算機運行，但是必須要配置DCOM的訪問權(quán)限。一個簡單的方法就是，在服務器與客戶端都使用相同的用戶名與密碼登錄。如果想配置DCOM，請參考DCOM配置的相關(guān)資料及下載中心文檔：A0265 如何配置OPC DCOM。
WinCC在安裝時提供了OPC的客戶端控件： Siemens OPC DAAutomation 2.0( SOPCDAAuto.dll)，這個控件就是在VBA中引用到的控件。如果運行Excel的計算機上沒有安裝WinCC，可以使用批處理文件注冊dll文件。將整個文件夾 \Reg拷貝到C:盤下，雙擊reg opc即可。
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